评估Basigin作为脑淀粉样血管病血脑屏障功能障碍潜在生物标志物

《Neuropathology and Applied Neurobiology》：Evaluating Basigin as a Potential Biomarker of Blood–Brain Barrier Dysfunction in Cerebral Amyloid Angiopathy

本综述聚焦于散发性脑淀粉样血管病（CAA）的病理机制探索，旨在评估Basigin（BSG/EMMPRIN）作为血脑屏障（BBB）功能障碍生物标志物的潜力。研究通过免疫组化与脑脊液（CSF）检测发现，CAA患者皮质血管中BSG表达增加，而CSF中BSG浓度降低，提示其或能反映BBB功能改变，为CAA的病理机制研究与临床诊断提供了新思路。

　　

引言：脑淀粉样血管病与血脑屏障功能障碍

散发性脑淀粉样血管病（CAA）是一种常见的脑小血管疾病，其特征是淀粉样β蛋白（Aβ）肽在软脑膜和皮质的动脉、毛细血管及静脉中异常沉积。CAA患者发生脑叶出血（ICH）、认知障碍及短暂局灶性神经功能发作的风险显著增加。其病理机制的核心假设是Aβ沉积导致血管损伤。诸多研究已揭示，CAA中存在血管功能缺陷、细胞外基质（ECM）成分改变、废物清除能力下降以及内皮细胞紧密连接改变，这些都可能引起血脑屏障（BBB）通透性增高。

BBB是介于外周血液循环与中枢神经系统（CNS）之间的一道代谢与物理半透性屏障，由内皮细胞、周细胞和星形胶质细胞终足等构成，并与邻近的小胶质细胞和神经元共同形成神经血管单元（NVU）。目前评估BBB功能障碍的方法有多种，但各有局限性。例如，脑脊液/血清白蛋白比值（Q_alb）常被用作BBB功能标志物，但它主要反映脉络丛处的血-CSF屏障（BCSFB）功能或CSF流动异常，并非BBB特异性指标。

BBB损伤与多种神经系统疾病中基质金属蛋白酶（MMP）的异常调控有关。MMPs通过降解紧密连接和细胞外基质蛋白，可能导致BBB稳定性破坏。多项研究显示，在CAA中亦存在MMPs及其抑制剂的异常表达。本研究旨在评估Basigin（BSG）——一种MMP功能的诱导剂，作为CAA中BBB功能障碍的潜在生物标志物。BSG是一种免疫球蛋白超家族糖蛋白，也称为CD147和细胞外基质金属蛋白酶诱导物（EMMPRIN），它通过激活MMPs参与ECM重塑和Aβ代谢。本研究假设，脑血管中BSG水平的升高可能通过激活MMP蛋白在BBB失稳中发挥作用，并反映在CAA患者的脑血管和脑脊液中。

材料与方法：多维度评估BSG表达

研究通过组织学与体液检测双管齐下的方式进行。

在组织免疫组化（IHC）研究中，研究人员获取了来自多个脑库（如荷兰脑库NBB、Radboud大学医学中心等）的50例CAA患者（其中16例伴脑出血CAA-ICH，34例无脑出血CAA-NH）和35例年龄、性别匹配对照者的颞叶皮层福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织。通过免疫组化染色和图像分析，定量了皮层微血管中BSG的表达面积百分比（%areaBSG）。此外，还定性地评估了脉络丛组织中BSG的表达，以探究其在BCSFB的分布情况。

在脑脊液（CSF）生物标志物研究中，纳入了40例符合改良波士顿1.5标准的很可能CAA患者和27例健康对照。通过酶联免疫吸附试验（ELISA）定量检测了CSF中BSG的浓度。同时，利用已有的CSF数据（如Aβ40、Aβ42、总tau、磷酸化tau及多种MMP水平）和MRI数据（如脑微出血计数、小血管病负担评分），分析了BSG浓度与这些指标的相关性。

结果：BSG表达与CSF浓度的双重发现

免疫组化结果显示，所有颞叶组织的皮层毛细血管均呈现BSG免疫阳性，尤其在毛细血管中显著，而软脑膜和穿支动脉、静脉中偶尔可见。未见BSG的实质性染色或斑块样形成。在脉络丛中，BCSFB的上皮细胞呈BSG阳性，且顶端的免疫反应性高于基底侧，而内皮细胞为阴性。

图像分析显示，CAA病例的%areaBSG中位数（1.02%）高于对照组（0.65%）。进一步分析发现，CAA-NH组的%areaBSG（1.23%）显著高于对照组和CAA-ICH组（0.58%）。调整年龄、性别和组织来源等协变量后，这些差异依然显著。在CAA-ICH组中，%areaBSG与年龄呈正相关，但在对照组和CAA-NH组中无此相关性。BSG表达与CAA严重程度评分、毛细血管CAA（CapCAA）是否存在均无显著相关性。有趣的是，在CAA-NH组中，携带载脂蛋白E ε4等位基因（APOE ε4）的个体BSG免疫反应性反而低于非携带者。

CSF检测结果显示，CAA患者CSF中BSG的浓度中位数（11.0 ng/mL）显著低于对照组（13.0 ng/mL）。在CAA患者中，有或无脑出血病史的患者之间CSF BSG浓度无差异。CSF BSG浓度与Q_alb、年龄、MRI上的小血管病负担评分或脑微出血数量均无显著相关性。然而，它与CSF Aβ40水平呈强正相关，与总tau和磷酸化tau水平也显著相关。值得注意的是，在ATN（Aβ/磷酸化tau/总tau）生物标志物谱为阴性（即无阿尔茨海默病病理）的CAA患者中，CSF BSG浓度最低，显著低于ATN阳性的CAA患者和对照组。在一项探索性亚组分析中，CSF BSG浓度与MMP14浓度呈极强的正相关。

讨论：BSG在CAA病理中的潜在角色与意义

本研究结合组织病理学和体内评估，揭示了BSG在CAA中的几个关键发现：皮质血管BSG表达增加、CAA-NH病例表达尤其显著、CSF中BSG浓度降低，以及BSG在脉络丛上皮细胞表达。

本研究中观察到的严格皮质血管BSG表达模式与部分先前研究一致，而与另一些报道的神经元或胶质细胞表达不同。CAA病例皮质血管BSG表达高于健康对照组，这与在阿尔茨海默病（AD）病例中的报道相符。值得玩味的是，CAA-NH病例的BSG表达高于CAA-ICH病例。一种可能的解释是，BSG可能因Aβ诱导的氧化应激而上调，进而诱导能够降解Aβ的MMPs表达，减轻淀粉样蛋白对血管的压力，从而延缓出血发生。相反，在CAA-ICH病例中，BSG表达正常，这可能是因为ICH发生后，上调的MMP14可以切割BSG，导致其表达降低。

与CSF中Aβ40水平降低、而脑血管中Aβ40沉积增加的现象类似，CAA患者CSF中BSG水平降低可能与其在血管中的定位增加有关。这种降低可能源于其从内皮细胞膜上的切割减少，而MMP14介导了这一切割过程。研究中观察到的BSG与MMP14在CSF中的强相关性支持了这一可能性。此外，BSG与Aβ40（而非Aβ42）的强相关性暗示了两者之间可能存在某种尚待阐明的机制联系。BSG与tau蛋白的相关性，以及其在无AD共病的CAA患者中浓度最低的现象，提示AD共病可能通过某种机制部分抵消了CAA中CSF BSG水平的下降。

尽管在脉络丛上皮也发现了BSG表达，表明BCSFB也可能贡献CSF中的BSG，但目前没有证据表明CAA中存在BCSFB异常。加之Q_alb在CAA中并未升高，且血液中BSG浓度低于CSF，因此研究者认为，CSF中异常的BSG水平主要反映了BBB的改变，可作为BBB功能的一个潜在间接指标。

本研究也存在一些局限性，包括免疫组化病例数有限、组织来自多个中心可能存在处理差异、缺乏其他类型小血管病对照以排除普遍SVD机制的影响等。然而，其优势在于使用了临床定义明确的CAA患者和对照的CSF队列，以及包含伴或不伴ICH的CAA患者脑组织队列。

结论

CSF中的BSG浓度可能与脑血管中BSG表达的异常有关；因此，CSF中的BSG浓度或许可以间接反映CAA中BBB的改变，尽管不能完全排除脉络丛上皮BSG的贡献。在得出CSF中BSG浓度降低可能指示CAA患者BBB改变的结论之前，仍需在独立队列中验证这些观察结果。这项研究为理解CAA的病理生理机制及寻找潜在的诊断生物标志物提供了新的方向。